Question

在探究物质熔化特点的实验中，实验小组测得1kg冰的温度随时间变化的图象如图所示．已知冰的比热容c₁=2.1×10³J/（kg?℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图象解答下列问题：
（1）在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为______J，吸热功率为______W．
（2）在t₂=8min时，物质处于______状态，从第4min至第8min吸收的热量为______J．
（3）由图象可知该物质在液态时的比热容为______J/（kg?℃）．

Answer 1

解：（1）Q_吸=c₁m₁△t=2.1×10³J/（kg?℃）×1kg×40℃=8.4×10⁴J．
吸热功率P===700W；
（2）由图象知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，所以是晶体．
当t=8min时，此物质处于熔化过程中，所以是固液共存态．
从第4min至第8min时间为4min．
吸收的热量Q_吸′=Pt′=700W×4×60s=1.68×10⁵J，
（3）由图象知，此物质在熔化过程中保持0℃不变，所以该物质为冰．其液态为水，比热容是4.2×10³J/（kg?℃）．
故答案为：（1）8.4×10⁴；700；（2）固液共存；1.68×10⁵；（3）4.2×10³．
分析：（1）掌握吸热公式和功率的概念．
根据公式Q_吸=cm△t求出吸收的热量，根据功率的概念，单位时间内吸收的热量即吸热功率．
（2）根据图象分析第8分钟该物质处于哪种状态．是熔化前、熔化过程还是熔化后．根据吸热功率计算出4min吸收的热量．
（3）根据图象得出该物质的熔点，确定物质，然后得出其比热容．知道水的熔点为0℃，比热容为4.2×10³J/（kg?℃）．
点评：此题考查了有关热量的计算及对功率的理解．根据图象分析所需的有关信息是解决此题的关键．有关水的比热容、熔点都是需要记住的常数．